論文の概要: Pay Attention to the Atlas: Atlas-Guided Test-Time Adaptation Method for
Robust 3D Medical Image Segmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.00676v2
- Date: Tue, 27 Feb 2024 13:46:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-28 22:49:50.809888
- Title: Pay Attention to the Atlas: Atlas-Guided Test-Time Adaptation Method for
Robust 3D Medical Image Segmentation
- Title(参考訳): atlas: atlasによる3次元医用画像分割のためのテスト時間適応法
- Authors: Jingjie Guo, Weitong Zhang, Matthew Sinclair, Daniel Rueckert, Chen
Chen
- Abstract要約: 畳み込みニューラルネットワーク(CNN)は、トレーニング(ソース)データ分布とは異なるターゲットデータでテストした場合、パフォーマンスが低下することが多い。
そこで我々は,AdaAtlas という3次元医用画像分割のための新しいアトラス誘導テスト時間適応法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 16.606821084149406
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Convolutional neural networks (CNNs) often suffer from poor performance when
tested on target data that differs from the training (source) data
distribution, particularly in medical imaging applications where variations in
imaging protocols across different clinical sites and scanners lead to
different imaging appearances. However, re-accessing source training data for
unsupervised domain adaptation or labeling additional test data for model
fine-tuning can be difficult due to privacy issues and high labeling costs,
respectively. To solve this problem, we propose a novel atlas-guided test-time
adaptation (TTA) method for robust 3D medical image segmentation, called
AdaAtlas. AdaAtlas only takes one single unlabeled test sample as input and
adapts the segmentation network by minimizing an atlas-based loss.
Specifically, the network is adapted so that its prediction after registration
is aligned with the learned atlas in the atlas space, which helps to reduce
anatomical segmentation errors at test time. In addition, different from most
existing TTA methods which restrict the adaptation to batch normalization
blocks in the segmentation network only, we further exploit the use of channel
and spatial attention blocks for improved adaptability at test time. Extensive
experiments on multiple datasets from different sites show that AdaAtlas with
attention blocks adapted (AdaAtlas-Attention) achieves superior performance
improvements, greatly outperforming other competitive TTA methods.
- Abstract(参考訳): 畳み込みニューラルネットワーク(CNN)は、トレーニング(ソース)データ分布とは異なるターゲットデータでテストした場合、特に、異なる臨床部位とスキャナーにわたるイメージングプロトコルのバリエーションが異なる画像の出現につながる医療画像アプリケーションにおいて、パフォーマンスが低下することが多い。
しかし、教師なしドメイン適応のためのソーストレーニングデータの再アクセスやモデル微調整のための追加テストデータへのラベル付けは、それぞれプライバシー問題と高いラベル付けコストのために困難である。
そこで本研究では,AdaAtlas と呼ばれる,堅牢な3次元医用画像分割のための新しいatlas-guided test-time adaptation (TTA)法を提案する。
AdaAtlasは1つの未ラベルのテストサンプルのみを入力として取り、アトラスベースの損失を最小限に抑えてセグメンテーションネットワークに適応する。
具体的には、登録後の予測がatlas空間で学習されたatlasと一致するようにネットワークを適応させ、テスト時に解剖学的セグメンテーションエラーを低減させる。
また、セグメント化ネットワークにおけるバッチ正規化ブロックへの適応を制限する既存のほとんどのTTA手法とは異なり、テスト時の適応性を向上させるためにチャネルおよび空間アテンションブロックの利用をさらに活用する。
AdaAtlas-Attention(AdaAtlas-Attention)に適応したアテンションブロックを持つAdaAtlasは優れたパフォーマンス向上を実現し、他の競合するTTA手法よりも大幅に優れていた。
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